Südsteiermark: Europas erste Naturgas-Anlage
Der Start der Biomethan-Produktion in der innovativen Naturgas-Anlage in Straß in der Südsteiermark steht unmittelbar bevor. Damit ist die Anlage die erste, die Biomethan in das öffentliche Gasnetz einspeist. Dafür wurde bereits ein 20 Jahre dauernder Liefervertrag mit der Energie Steiermark abgeschlossen. Gleichzeitig – und in dieser Kombination liegt auch die Einzigartigkeit der Anlage – ermöglicht sie eine energieautarke Verwertung des Klärschlamms. Bis zur Realisierung des 12,5-Millionen-Projekts, das von fünf Gemeinden (Straß-Spielfeld, Gamlitz, Ehrenhausen an der Weinstraße, Sankt Veit in der Südsteiermark und Gabersdorf) gemeinsam getragen wird, war es allerdings ein langer Weg.
Haftung für Gemeinden beschränken
Bereits vor acht Jahren (2007) entwickelte Edmund Kohl, Geschäftsführer des Abwasserverbands Leibnitzerfeld-Süd, erste Pläne für eine energieeffiziente und wirtschaftlich erfolgreiche Klärschlammverwertung. Wesentlich war dabei von Anfang an, die vorhandenen Kernkompetenzen in der Abwassertechnik zu nutzen und neben einer effizienteren und nachhaltigeren Verwertung auch langfristig einen wirtschaftlichen Erfolg zu erzielen.
„Es war uns sehr wichtig, das Ganze langfristig anzulegen. Mit dem für 20 Jahre abgeschlossenen Liefervertrag mit der Energie Steiermark ist uns das gelungen“, sagt Karl Wratschko, Bürgermeister von Gamlitz und Obmann des Abwasserverbandes Leibnitzerfeld-Süd.
„Die Herausforderung lag darin, das Projekt über den Abwasserverband abzuwickeln, dabei aber gleichzeitig das Risiko für die Gemeinden als Mitglieder des Abwasserverbands möglichst gering zu halten“, erläutert Edmund Kohl, der auch Geschäftsführer der NGS Naturgas GmbH ist. Diese Gesellschaft wurde eigens für das Projekt gegründet.
Kaum bekannt: Abwasserverband darf GmbH gründen
Dass Abwasserverbände als Körperschaften öffentlichen Rechts eine GmbH gründen, ist „allerdings nicht gebräuchlich, vor allem weil offenbar nicht allgemein bekannt ist, dass Wasserverbände – die nötigen Beschlüsse ihrer Gremien vorausgesetzt – überhaupt eine Gesellschaft mit beschränkter Haftung gründen dürfen“, weiß der Umweltrechtsexperte Gerhard Braumüller von der Kanzlei Kaan Cronenberg & Partner Rechtsanwälte.
„Das Risiko des Verbandes, vor allem aber auch das der Verbandsmitglieder, kann durch die Gründung einer Gesellschaft mit beschränkter Haftung drastisch reduziert werden. Auch für Wasserverbände ist daher geeignet, was in der Privatwirtschaft seit langem gängig ist, nämlich für einzelne Projekte auch rechtliche Grenzen zu setzen, die wiederum das kaufmännische Risiko zu reduzieren helfen.“
Laut Braumüller gibt es einen besonders wichtigen Unterschied zwischen einem Wasserverband und einer Gesellschaft mit beschränkter Haftung (oder auch beispielsweise einer Aktiengesellschaft):
Die Mitglieder haben die Kosten des Verbandes – soweit sie nicht anderweitig gedeckt werden können – unbeschränkt nach einem in der Satzung festzulegenden Schlüssel zu tragen. „So gesehen ‚haften‘ die Mitglieder also unbeschränkt auch für unvorhergesehene und nicht kalkulierte ‚Verluste‘ des Verbandes“, weiß Braumüller.
Trendthema erneuerbare Energien – auch in Gemeinden
Auf rund 2,3 Billionen verdoppeln werden sich die weltweiten Umsätze im Bereich umweltfreundlicher Energien/Energiespeicherung von 2012 bis 2025 (laut Roland Berger Strategy Consultants). Seit 2014 sind die globalen Neuinvestitionen in erneuerbare Energien jährlich um 21 Prozent gewachsen (vgl. Frankfurt School-UNEP Centre/BNEF 2014).
In Österreich gibt es im Bereich der erneuerbaren Energien laut Auskunft der Österreichischen Energieagentur bereits zahlreiche gemeindeübergreifende Kooperationsprojekte, unter anderem:
- So gibt es seit Oktober 2014 im Stanzertal in Tirol ein neues Wasserkraftwerk, mit dem 15.000 Haushalte zu 100 Prozent mit erneuerbarer Energie versorgt werden können. Das Investitionsvolumen liegt bei 52 Millionen Euro, fünf Gemeinden (Strengen, Flirsch, Pettnau, St. Anton und Imst) wickeln das Projekt gemeinsam mit den Elektrizitätswerken Reutte ab.
- Die Gemeinden Bischofshofen, St. Johann im Pongau, St. Veit im Pongau und Schwarzach haben mehrere Millionen Euro in eine gemeinsame Fernwärmeversorgung für ihre Gemeinden investiert und produzieren Ökostrom aus Hackschnitzeln.
Die Technik im Detail – Forschungsarbeit als Basis
In den Jahren 2007 und 2008 hat sich Edmund Kohl, Geschäftsführer des Abwasserverbands Leibnitzerfeld-Süd, in seiner Diplomarbeit der energieeffizienten und wirtschaftlich erfolgreichen Verwertung von Klärschlamm gewidmet – in Kooperation mit dem österreichischen Kompetenzzentrum für Bioenergieforschung (bioenergie2020+) in der Grazer Inffeldgasse und durch Unterstützung von Landesrat Johann Seitinger. Die Erkenntnisse aus dieser Forschungsarbeit waren die Basis für das Projekt Naturgas, für das die Bauarbeiten derzeit auf Hochtouren laufen. Die nächsten Schritte sind der Anschluss an das Gasnetz, die Fertigstellung der Bauarbeiten und letztlich die Inbetriebnahme, die für Herbst 2016 geplant ist.
Grundsätzlich unterscheidet man bei der Biogasproduktion zwischen jenen Anlagen, die das Biogas in Strom umwandeln und in das Netz einspeisen (was auf den Großteil der von Landwirten betriebenen Anlagen zutrifft), und jenen Anlagen, die (meist mithilfe von Druck- wechseladsorption, d. h. PSA-Verfahren) das Biogas in Biomethan umwandeln und in Gasform in das Gasnetz einspeisen.
In Österreich gibt es derzeit rund 350 Biogasanlagen4, wovon nur rund 13 Biomethan produzieren5. In der Steiermark gibt es laut „arge kompost & biogas“ derzeit rund 40 Anlagen, die allerdings alle nur verstromen und damit auf zwei Drittel des Energiepotenzials verzichten.
Einzigartige Kombination
Die Naturgasanlage produziert erstens Biomethan (aufbereitetes Biogas in Erdgasqualität) aus Co-Fermenten und Klärschlämmen mittels PSA- bzw. Druckwechseladsorptions-Anlage und zweitens verwertet sie den getrockneten Klärschlamm danach mithilfe der patentierten Neuentwicklung „KlärschlammReformerTM“ energieautark.
In getrennter Form werden diese Verfahren bereits eingesetzt, in der für Straß geplanten Kombination ist allerdings kein vergleichbares Projekt bekannt. Am Ende verbleiben rund zwölf Prozent des Inputmaterials in Form von granuliertem Klärschlamm, der als Düngekohle verwendet werden kann.
Wirtschaftlicher Aspekt
Dass sich der Stoffflusskreislauf aus rein technischer Sicht schließen lässt, ist ein bekanntes Faktum. Wesentlich beim Projekt Naturgas ist es allerdings, dass neben der ökologischen auch die wirtschaftliche Effizienz gegeben ist, wofür neben der innovativen Technik der bereits für 20 Jahre abgeschlossene Liefervertrag mit der Energie Steiermark eine wichtige Basis ist. Teil des Vertrags ist auch ein Preiskorridor: Der Gaspreis ist auf den Energiemischpreis und den Gas-Verkaufspreis der Energie Steiermark indiziert. In der Steiermark gibt es bislang noch keinen einzigen Punkt, an dem Biomethan in das Erdgasnetz eingespeist wird (bei der Anlage in Leoben wird das Biogas für die eigene Stadt verwendet).
Eine zusätzliche Einnahmequelle ergibt sich durch die effiziente Verwertung des Klärschlamms. Dieser kann nun als wertvolle Düngekohle verwertet werden, gleichzeitig fallen die Kosten für die Entsorgung weg. Weiteres Einsparungspotenzial für die projektbeteiligten Gemeinden wird sich durch die Gastankstelle ergeben, über die gemeindeeigene Gasfahrzeuge kostenlos betankt werden können.
Kapazität
Die Naturgas-Anlage ist auf eine Kapazität von rund 20.000 Tonnen Klärschlamm ausgerichtet (14.000 Tonnen Klärschlamm aus externen Quellen sowie rund 5000 bis 6000 Tonnen Klärschlamm aus Eigenproduktion).
Energieproduktion
Rund zwölf Millionen Kilo-wattstunden pro Jahr werden ins Netz eingespeist, was ungefähr dem Gasverbrauch von 2000 Haushalten entspricht. Anders formuliert: Mit Ausnahme des Winters kann theoretisch der Gasbedarf aller Haushalte in und um Leibnitz (mit Ausnahme der Tierkörperverwertung Landscha) abgedeckt werden.
Mehrstufiges Filtersystem
Ein dreistufiges Reinigungs- und Filtersystem verhindert Geruchsbelästigungen (bei der Anlieferung in der geschlossenen Stahlhalle, in den Faultürmen und beim Trocknen). Gereinigt wird durch Säure-Basen-Luftwäsche und durch Biofilter. Anders als bei anderen Anlagen, bei denen Bioabfälle erst vor Ort zu Input-Material für die Biogasanlage verarbeitet werden müssen, werden die Co-Fermente für die Naturgas-Anlage bereits in aufbereiteter Form angeliefert – weshalb auch eine etwaige Geruchsbelästigung bei der Verarbeitung nicht möglich ist.
Moderne Sicherheitssysteme
Zu den Sicherheitsvorkehrungen der Biogas-Anlage zählt unter anderem eine Gasfackel, die sämtliches erzeugtes Biogas abfackeln kann. Ein Staub-austritt aus der Trocknungsanlage wird durch den Betrieb im Unterdruck ebenso vermieden. Aufgrund der geschlossenen Linienführung kommt das Betriebspersonal in der Schlammbewirtschaftung nicht mit dem Material in Kontakt, bevor es im KlärschlammReformerTM hygienisiert wird.
Phosphor im Klärschlamm
Die Phosphorvorkommen werden immer geringer, weshalb die Phosphor-Rückgewinnung aus Klärschlamm stark an Bedeutung gewinnt. Die Verfahren dazu sind aber äußerst aufwändig. Wird der getrocknete Klärschlamm allerdings, wie es für das Naturgas-Projekt geplant ist, als Dünge-mittel verwendet, gelangt das Phosphor dadurch zurück in den Boden, ohne aufwändig aus dem Klärschlamm gefiltert werden zu müssen.
Mit den in der Naturgas-Anlage eingesetzten KlärschlammReformernTM ist es außerdem möglich, Asche zu erzeugen, die zur Phosphorrückgewinnung verwendet werden kann. Bei Bedarf ist nämlich eine vollständige Vergasung des Restkohlenstoffs (bei entsprechend reduziertem Durchsatz) möglich (weniger als fünf Prozent Restkohlenstoff in der Asche).
Abgrenzung zu anderen Anlagen
Für die Gasaufbereitung gibt es neben der Druckwechsel-absorption (PSA-Verfahren wie es in Straß zur Anwendung kommt) noch die Druckwasserwäsche (CO2 wird in einer Waschflüssigkeit gelöst), das Membranverfahren (Begleitgase werden aufgrund unterschiedlicher Molekülgrößen vom Methan abgetrennt) und die Aminwäsche (CO2 wird durch ein Waschmittel aus dem Biogas ausgewaschen).
Für die thermische Klärschlammverwertung gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: über eine komplexe Vergasungsanlage mit vollständiger energetischer Ausbeute (aufwändig und kostenintensiv) oder über Reformierung in ein geschlossenes System, in dem das Gas gleich in der nächsten Kammer entzündet wird (einfacher). In der Naturgas-Anlage kommt das letztgenannte System zum Einsatz.
„Kette der Nachhaltigkeit“ und Politik der kurzen Wege
Im Umweltkompetenzzentrum Leibnitzerfeld-Süd ist durch die Umsetzung des Projekts Naturgas nun eine „Kette der Nachhaltigkeit“ gegeben: Vom Abwasser über die Kläranlage bis hin zum Klärschlamm, der über die neue Naturgas-Anlage verwertet wird. Für die Klärschlamm-Reste ist geplant, diese als Düngekohle zu verwerten.
